理解 zk-SNARKs 和 zk-STARKS 的區別_STARK

SNARK 和 STARK 是零知識證明技術，允許一方在不透露任何進一步信息的情況下向另一方證明陳述是真實的。

零知識證明 (ZKP) 引起了廣泛關注，因其在增強安全性、保護用戶隱私和支持第 2 層網絡擴展方面都有很大的潛力。

ZKP 使一方能夠向另一方證明聲明是真實的，而無需透露任何其他信息。ZKP 既有利于增加隱私——因為它們減少了各方之間共享的信息量——也有利于可擴展性，因為它只需要證明而非整個數據集被驗證，這樣驗證速度會更快。

兩個最受關注的零知識證明系統是 SNARK 和 STARK。在本文中，我們將深入探討它們是什么、它們如何工作以及它們的主要區別。

SNARK 是什么?

zk-SNARK 全稱 Zero-Knowledge Succinct Non-interractive Argument of Knowledge（零知識簡潔非交互式知識論證）——它們是在 2012 年由 Nir Bitansky、Ran Canetti、Alessandro Chiesa 和 Eran Tromer 合著的一篇論文中介紹的。SNARK 使一方能夠在不泄露秘密的情況下向另一方證明他們知道秘密。

INX Digital Company宣布與BitGo合作推出機構級數字證券錢包管理解決方案:金色財經報道，加密交易所運營商INX Digital Company宣布與BitGo合作，為受監管的安全代幣推出了一個試點企業級錢包管理解決方案。[2023/5/4 14:41:01]

zk-SNARKs 可以作為零知識證明協議添加到分布式賬本解決方案中，以增強隱私性和可擴展性。Zcash 是 zk-SNARKs 的第一個廣泛應用，應用該技術來創建屏蔽交易（shielded transaction），其中發送者、接收者和金額都是保密的。Zcash 中的屏蔽交易可以在區塊鏈上完全加密，但仍然可以通過使用 zk-SNARKs 在網絡的共識規則下驗證為有效。

一些 SNARK 的一個重要屬性是它們要求配置過程是可信任的——在這個過程中，隱私交易的證明和生成證明的密鑰會被創建。如果在事件期間用于創建這個密鑰的秘密沒有被銷毀，它們可能被用來創建虛假證明。在涉及加密資產的場景中，這將使參與者能夠偽造交易或憑空鑄造新通證。由于 SNARKs 固有的隱私性，所以無法驗證偽造的證明是否確實是偽造的。

富達發布《理解比特幣》報告：比特幣仍處于早期增長階段，依舊看漲:富達投資發布了一份名為《理解比特幣》(Understanding bitcoin)的報告。在這份報告中，富達全球宏觀經濟主管Jurrien Timmer描述了比特幣的增長潛力，并將其與其他資產進行了比較，Timmer認為，比特幣的價格，應該比它的網絡參與者的增長速度快得多。他指出，比特幣的增長曲線似乎仍處于早期指數增長階段，而且可能會持續數年，這表明比特幣依舊看漲。他也承認：“比特幣是一種合法的價值儲存手段，比黃金更稀缺，而且需求可能呈指數級增長。”（Beincrypto）[2021/4/17 20:31:12]

SNARK 的安全級別是通過為找到虛假陳述的證據而必須完成的工作量來衡量的。換句話說，如果 SNARK 在計算上無法產生令人信服的虛假陳述證明，那么它就是安全的。對于需要可信設置才能被認為是安全的 SNARK，儀式中至少有一名參與者必須生成并銷毀一個 trapdoor，如果與其他 trapdoor 結合使用的話，否則就有可能危及 SNARK 的安全性。因此，受信任的設置通常需要許多參與者一起運行，以使這種情況發生的可能性足夠低。

聲音 | 德勤咨詢區塊鏈主管：建立必要的治理比理解和實現區塊鏈技術更為困難:據華爾街日報報道，德勤咨詢區塊鏈主管Geoff Lougheed表示：理解和實現區塊鏈技術通常比建立必要的治理更容易。希望在企業間建立區塊鏈的領導者往往無法召集一個團隊來決定利益相關者將如何操作區塊鏈、定義其規則、設置治理指南，以及創建一個整體組織結構。但這些因素對于區塊鏈的開發是不可或缺的，因為它們闡明了成員及其提供的信息之間如何互動。[2019/5/1]

雖然可信設置僅在最初需要且僅適用于某些 SNARK，但基于 SNARK 的網絡的用戶必須相信可信設置的儀式（ceremony）已正確執行，并且秘密已被銷毀并且不被創建事件的參與者持有。對這種儀式的依賴一直是一些 SNARK 的備受批評的領域，認為它是潛在的安全弱點。

一些 SNARK 的另一個限制是它們不被認為是抗量子的。SNARK 的支持者認為，如果量子計算機開始對 SNARK 構成威脅，密碼學領域將面臨更大的問題。此外，一些 SNARK 可能會在未來升級為抗量子的。

動態 | 韓國吉爾醫療中心醫院將創建一個基于區塊鏈的健康數據管理解決方案:據cointelegraph報道，區塊鏈驅動的醫療數據市場Longenesis和生物技術公司insilicon Medicine已與韓國吉爾醫療中心醫院(hospital Gil medical Center)達成協議，將創建一個基于區塊鏈的健康數據管理解決方案。作為合作的一部分，雙方打算開發一個基于Bitfury的Exonum區塊鏈框架的區塊鏈驅動平臺，以提高數據收集的效率，促進醫學研究進程，并確保患者同意的透明管理。[2019/4/24]

STARK 是什么?

zk-STARK 全稱 Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge（零知識可擴展透明知識論證），是一種零知識證明系統，在 Eli Ben-Sasson、Iddo Bentov、Yinon Horesh 和 Michael Riabzev 于 2018 年發表的一篇論文中作為 SNARK 的替代方案被引入。正如論文中所述，STARK（更廣泛地說，ZKP）可以為社會帶來很大的好處：

動態 | 德國財政部：國家發布的數字貨幣存在“未被充分理解”風險:據Cointelegraph消息，德國聯邦財政部（GFMF）認為央行發行的數字貨幣（CBDC）的概念風險太大。財政部在回應綠黨議員Gerhard Schick表示，“到目前為止，沒有令人信服的理由向德國和歐元區的廣大用戶發放數字中央銀行資金，”。該部門認為，CBDC包含“一些尚未被充分了解的風險”[2018/7/7]

“人們的個人信息，例如醫療和法醫數據需要保持私有，這是一種人的尊嚴。但是，旨在保護隱私的面具也可能被委托數據的機構濫用以掩蓋謊言和欺騙，從而不公正地傷害公民并削弱對中央機構的信任。零知識 (ZK) 證明系統是一種巧妙的加密解決方案，可以解決個人隱私和機構完整性之間的緊張關系，可以在不損害前者的情況下加強后者。”

STARK 支持 StarkWare 的可擴展性技術。通過使開發人員能夠在鏈下進行存儲和計算，STARK 提高了可擴展性，因為驗證鏈下計算準確性的 STARK 證明可以由鏈下服務生成，然后發布在鏈上。

STARK 允許區塊鏈將計算轉移到某個鏈下 STARK 證明者，然后使用鏈上 STARK 驗證者驗證這些計算的完整性。Layer-2 網絡可以通過使用 STARKs 在單個批次中計算大量交易，然后使用單個 STARK 證明來確認交易在鏈上的有效性，從而實現可擴展性。批次中的所有交易均分擔鏈上操作的成本，為第 2 層網絡上的每筆交易提供低 gas 成本。

重要的是，由于驗證者使用的隨機性是公開可用的，并且可以在不依賴任何外部參數的情況下驗證證明，因此 STARK 不需要可信設置儀式。

對比 SNARKs 和 STARKs

SNARKs 和 STARKs 都有各自的優勢，兩者之間的選擇取決于用戶的具體用例需求。同樣重要的是要注意，SNARK 和 STARK 都是正在積極研究的尖端零知識證明技術，因此對它們進行比較還需要考慮該領域的持續進步和發現。

支持者認為 SNARK 更高效、更快速，因為它們可以在幾毫秒內得到驗證。然而，這種效率是有代價的，因為一些 SNARK 依賴的可信設置儀式，有安全薄弱的環節。這意味著證明中使用的初始參數必須在安全環境中生成，參數的任何泄露都可能導致安全漏洞。

STARKs 不需要可信設置，從而提供更強的安全性，但可能需要更長的時間來驗證，因此被認為效率較低。STARK 的證明數據的大小比 SNARK 的大，這意味著驗證 STARK 可能比 SNARK 花費更多的時間并且消耗更多的 gas。另一方面，由于可以在不依賴任何外部參數的情況下驗證 STARKs 的證明，因此 STARKs 比 SNARKs 更容易審計，盡管這可能取決于具體的實施方式。與大多數 SNARK 不同，STARK 依賴于被認為是抗量子的哈希函數。

SNARK 最初比 STARK 被更廣泛采用的原因有幾個，盡管其中一些具有與可信設置儀式相關的潛在安全缺陷。SNARK 比 STARK 早六年開發，這有助于它們在采用方面領先一步。

零知識證明帶來可擴展性的指數級增長

零知識證明是區塊鏈生態系統的基礎技術，有助于提升可擴展性，同時有助于保護個人隱私和機構的完整性。zk-SNARKS 和 zk-STARKS 處于這場革命的最前沿，它們都旨在解鎖以前公鏈中無法實現的用例，激勵創新并幫助創造更高效的全球經濟。

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